本发明涉及化合物的制备方法领域，尤其涉及的是一种合成苯甲酰甲酸的清洁方法。
背景技术：
苯甲酰甲酸，又名苯乙烯酸，是一种无色或者淡黄色晶体，熔点66℃，沸点147.5℃/1.6kPa，闪点为147～151℃/12mmHg，密度ρ＝1.38g/cm3，在常压下蒸馏分解，能溶于水、酸、醚和热的四氯化碳；其分子式为C8H6O3，相对分子质量为150.13。苯甲酰甲酸结构式分别为：
苯甲酰甲酸是制备医药和农药中间体，近年来，通过与金属元素络合，又发现它可以作为荧光材料的敏化剂和有机氧化反应的催化剂，更引起人们的重视。
在制备医药中间体方面，以苯甲酰甲酸或其酯类作为原料，可直接合成几十种化学原药。苯甲酰甲酸甲酯是治疗胃和十二指肠溃疡药物奥芬溴铵的中间体。这些药物的生产工艺一般有两类，一类是苯甲酰甲酸先与相应的醇成酯，再与格氏试剂反应制备。例如胃酸胃溃疡用药胃长宁、治疗脑血管病抗栓用药环扁桃酯、治疗尿多尿频的解痉药尿多灵、抗胆碱药阿托品等。另一类则是苯甲酰甲酸先与相应的胺反应成酰胺，然后再环合制备，例如中枢神经兴奋药匹莫林、抗抑郁药米氮平等。苯甲酰甲酸在医药方面另一个重要用途，是制备手性扁桃酸。化学合成的扁桃都是外消旋体，化学拆分或色谱拆分难度大、费用高。采用条件温和的生物技术，从苯甲酰甲酸出发，一步合成R-(-)-扁桃酸。
苯甲酰甲酸作为农药中间体，主要是合成三嗪酮类除草剂。例如苯嗪草酮和苯嗪净等。苯嗪草酮是由德国拜耳公司开发的一种旱地除草剂，主要适用于甜菜地除草，是一种高效、低毒的农药，在欧洲和我国东北地区，有广阔的市场。苯嗪净是苯嗪草酮的类似物，用于土壤和茎叶处理，防治阔叶杂草。苯嗪草酮的合成是从苯甲酰甲酸出发先与甲醇形成苯甲酰甲酸甲酯再与乙酰肼缩合成腙，经五氯化磷氯化，最后与水合肼环合。嗪草净合成也是从苯甲酰甲酸出发，先与甲醇形成苯甲酰甲酸甲酯，再与缩氨基硫脲直接环合制备。
苯甲酰甲酸因含有羰基,可和金属离子络合,形成配合物。以苯甲酰甲酸、邻菲咯啉为配体，铽Tb3+、铕Eu3+和惰性离子(La3+、Y3+和Gd3+)为中心离子的混合稀土配合物中，不发光的离子La3+对配合物荧光发射强度影响很大，能使其相对荧光发射强度明显增强，这对人们寻找发光性能好、价格便宜的发光材料提供了理论依据。
在其它领域，苯甲酰甲酸与杂环化合物的衍生物的二价铁盐反应，生成亚铁原卟琳酶的络合物，用来做氧化反应的催化剂。紫外光固化粉末涂料(简称UV固化粉末涂料)是将传统粉末涂料和UV固化技术相结合的新技术，特别适合于需要环境保护、低温涂装、快速固化、高效率生产的场合。以苯甲酰甲酸酯合成的UV固化粉末涂料中的光引发剂，适合制备较厚的固化材料，能够得到具有良好装饰效果和优良耐候性的涂层。
目前生产苯甲酰甲酸主要方法有苯甲酰腈水解法、扁桃酸氧化法、氧化法和Friedel-Crafts酰化法以及最新的苯乙烯五步反应合成法等方法。这些方法原料昂贵，环境污染严重，对设备腐蚀大等。苯乙烯五步反应合成法虽然也使用价格低廉的苯乙烯和双氧水为原料但是整个工艺路线长且反应时间长导致目标产物总产率不高，这些缺点都不利于大规模工业生产的可持续发展。目前国内对于苯甲酰甲酸合成方法的研究报道很少，生产苯甲酰甲酸主要方法落后且对环境污染大。为此，探寻一种反应条件温和、环保、高产率合成苯甲酰甲酸工艺方法，具有潜在巨大的环境经济效益。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种合成苯甲酰甲酸的清洁方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种合成苯甲酰甲酸的清洁方法，其特征在于步骤如下：
步骤一、溴化反应，将苯乙烯与氢溴酸和双氧水在水溶液中反应获得2-溴代苯乙酮；
步骤二、水解反应，将通过溴化反应获得的2-溴代苯乙酮与水反应制得2－羟基苯乙酮；
步骤三、氧化反应，将获得的2－羟基苯乙酮再与氢溴酸和双氧水在水溶液中反应获得苯甲酰甲酸。
作为对上述方案的进一步改进，在步骤一反应结束后静置，取有机相投入步骤二的反应，步骤二反应结束后静置，取有机相投入步骤三的反应，步骤三反应结束后静置，取有机相通过蒸馏、精制和干燥获得苯甲酰甲酸。
作为对上述方案的进一步改进，步骤一中，苯乙烯与氢溴酸先加入水溶液中，搅拌的同时滴加双氧水。
作为对上述方案的进一步改进，步骤一的具体操作方法为：室温下取48％的氢溴酸于置有苯乙烯和水的三口烧瓶中，搅拌条件下缓慢滴加30％的双氧水，控制滴加速度为3.5～7.0mmol/min，室温下搅拌30min，再加热升温至60～80℃，继续搅拌反应10h，氢溴酸、双氧水和苯乙烯的摩尔量之比为：20～21:200～210:20。
作为对上述方案的进一步改进，步骤二是在微波或加热条件下进行的。
作为对上述方案的进一步改进，步骤三中，2－羟基苯乙酮与氢溴酸先加入水溶液中，搅拌的同时滴加双氧水。
作为对上述方案的进一步改进，步骤三的具体操作方法为：将步骤二获得的含有2-羟基苯乙酮的有机相置于反应器中，加入水和48％的氢溴酸溶液，搅拌下，缓慢滴30％双氧水，控制滴加速度为16mmol/h，加料完成后缓慢升温至70～90℃反应5～6h，降至室温静置使有机相和水相分离，分离后的有机相，再通过蒸馏、精制和干燥，获得苯甲酰甲酸，步骤一中使用的苯乙烯和步骤三中使用的氢溴酸和双氧水的摩尔量之比为：20～21:20:16。
本发明制备方法应用苯乙烯为反应底物，在整个反应过程均采用水替代有机溶剂作为反应介质，反应产率高，反应选择性好，成本低，过程简单，反应条件温和，产品纯度高，避免了传统工艺方法的环境污染严重和高成本的制备方法，是一种具有环境经济性和工业化应用前景的方法。
本发明相比现有技术具有以下优点：
(1)本方法用双氧水为氧化剂方法，其副产物为水，较其他传统的氧化方法，提高了制备反应的清洁性，降低了环境污染。
(2)本方法使用价格较为低廉且易得的苯乙烯为原料，大大降低了生产成本。
(3)本方法提高了产品的选择性。产率较目前工业传统方法提高近20％，本方法总收率达到81.3％，产品纯度超过98％，其他指标也相应提高。
(4)本方法全部以水为介质，避免了有机溶剂的使用和对环境的污染。
(5)本方法都在温和反应条件下进行，反应时间较短，大大降低了生产成本。
(6)双氧水是一种绿色氧化剂，水是一种绿色溶剂。为此，在氧化反应阶段采用双氧水为氧化剂，氧化生成苯甲酰甲酸，而且反应条件温和，操作简单，具有环境经济特性，且反应过程大大减少了有机物副产物生成；此外该反应避免了大量无机氧化剂重金属盐和酸对环境的影响。
(7)本方法应用微波促进方法加快了水解反应的进行，能大大降低水解反应时间，提高水解效率，水解反应产率能达到95％以上。
(8)本方法步骤一与步骤三使用相同的反应原料来达到不同的反应目的，在实际生产中大大减少了多种原料保存场地和条件要求复杂的问题，使用较少品种的反应原料即实现了合成苯甲酰甲酸的工艺，集约且方便操作；品类较少的反应原料还能够避免错用，减少生产事故的发生。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
在室温下加入20mmol 48％氢溴酸于置有20mmol苯乙烯和100mL水的500mL三口烧瓶中，缓慢滴加200mmol 30％双氧水，控制滴加时间30min，室温搅拌30min，加热升温至80℃，反应10h。静置使有机相和水相分离。将含有2-溴代苯乙酮的有机相加入到盛有150mL水的反应器中，在微波促进下水解完全，静置使有机相和水相分离。将含有2-羟基苯乙酮的有机相置于500mL反应器中，加入150g水和20mmol 48％氢溴酸溶液，搅拌下，缓慢滴加16mmol30％双氧水，加料时间1h，加料完成后缓慢升温至70℃反应6h，降至室温静置使有机相和水相分离，分离后的有机相，再通过蒸馏、精制和干燥，获得苯甲酰甲酸，总收率为81.5％，HPLC检测其纯度98.3％。
实施例2
在室温下加入21mmol 48％氢溴酸于置有20mmol苯乙烯和100mL水的500mL三口烧瓶中，缓慢滴加200mmol 30％双氧水，控制滴加时间30min，室温搅拌30min，加热升温至80℃，反应10h。静置使有机相和水相分离。将含有2-溴代苯乙酮的有机相加入到盛有150mL水的反应器中，在加热水解完全，静置使有机相和水相分离。将含有2-羟基苯乙酮的有机相置于500mL反应器中，加入150g水和20mmol 48％氢溴酸溶液，搅拌下，缓慢滴加16mmol30％双氧水，加料时间1h，加料完成后缓慢升温至90℃反应5h，降至室温静置使有机相和水相分离，分离后的有机相，再通过蒸馏、精制和干燥，获得苯甲酰甲酸，总收率为81.3％，HPLC检测其纯度98.4％。
实施例3
在室温下加入20mmol 48％氢溴酸于置有20mmol苯乙烯和100mL水的500mL三口烧瓶中，缓慢滴加210mmol 30％双氧水，控制滴加时间60min，室温搅拌30min，加热升温至80℃，反应10h。静置使有机相和水相分离。将含有2-溴代苯乙酮的有机相加入到盛有150mL水的反应器中，在微波促进下水解完全，静置使有机相和水相分离。将含有2-羟基苯乙酮的有机相置于500mL反应器中，加入150g水和20mmol 48％氢溴酸溶液，搅拌下，缓慢滴加16mmol30％双氧水，加料时间1h，加料完成后缓慢升温至90℃反应6h，降至室温静置使有机相和水相分离，分离后的有机相，再通过蒸馏、精制和干燥，获得苯甲酰甲酸，总收率为82.7％，HPLC检测其纯度98.3％。
实施例4
在室温下加入21mmol 48％氢溴酸于置有20mmol苯乙烯和100mL水的500mL三口烧瓶中，缓慢滴加210mmol 30％双氧水，控制滴加时间30min，室温搅拌30min，加热升温至60℃，反应10h。静置使有机相和水相分离。将含有2-溴代苯乙酮的有机相加入到盛有150mL水的反应器中，在微波促进下水解完全，静置使有机相和水相分离。将含有2-羟基苯乙酮的有机相置于500mL反应器中，加入150mL水和20mmol 48％氢溴酸溶液，搅拌下，缓慢滴加16mmol30％双氧水，加料时间1h，加料完成后缓慢升温至80℃反应6h，降至室温静置使有机相和水相分离，分离后的有机相，再通过蒸馏、精制和干燥，获得苯甲酰甲酸，总收率为82.0％，HPLC检测其纯度98.1％。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。